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Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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singular matrix

lucy-0333

総合スコア5

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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投稿2021/06/06 07:11

一次元拡散方程式のシミュレーションのプログラミングを作成しています。一通りシミュレーションの計算までプログラムを組んで実行しようとしたところ、「singular matrix」というエラーが発生してしまいました。行列に問題があるときにでるエラーとのことですが、どこに問題があるかさっぱりわかりません。どなたかご指摘いただけないでしょうか?

python

1import numpy as np 2import matplotlib.pyplot as plt 3import math 4import matplotlib.animation as animation 5 6T = 2 7nx = 41 8nt = 201 9dx = math.pi/(nx-1) 10dt = 0.01 11du = 0.3 12alpha = 0.1 13beta = 1.0 14gamma = 10.0 15X = np.linspace(0,math.pi,nx) 16 17#初期条件 18u1 = [] 19u2 = [] 20u3 = [] 21for i in range(nx): 22 x = dx*i 23 u1.append(math.cos(x)+math.cos(7*x)) 24 u2.append(math.cos(x)+math.cos(7*x)) 25 u3.append(math.cos(x)+math.cos(7*x)) 26 27fig = plt.figure() 28ims = [] 29for t in range(0,nt): 30 for i in range(1,nx-1): 31 u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1]) 32 u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1]) 33 u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1]) 34 im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1") 35 im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0") 36 im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0") 37 ims.append(im1+im2+im3) 38 39 40plt.grid() 41plt.xlabel("x") 42plt.ylabel("u") 43anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims) 44plt.show() 45

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jbpb0

2021/06/06 08:47

エラーが出るのは、コードのどこを実行した時ですか?
lucy-0333

2021/06/06 09:25

それが、プログラムを実行すると同じようなエラーが無数に出てくる上に、line1782,line97,line158,line2176…などと、どこからわからないlineばかりが指定されて、どこでエラーが起きてるかすらわからない状況です…
jbpb0

2021/06/06 11:27

fig =...以降のグラフ作る部分をコメント化して、下記のように変えてください (インデントは元のを維持したまま) #fig = plt.figure() #ims = [] for t in range(0,nt): for i in range(1,nx-1): u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1]) u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1]) u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1]) #im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1") #im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0") #im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0") #ims.append(im1+im2+im3) #plt.grid() #plt.xlabel("x") #plt.ylabel("u") #anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims) #plt.show() 上記の下に、下記を追加してください print(u1) print(u2) print(u3) そして実行して、上記追加したprint()の結果を見てください
lucy-0333

2021/06/06 11:58

確認したところ、u3について[2.0,nan,nan,nan…,]という形で欠損値?のようなものが生まれていました。
lucy-0333

2021/06/06 12:09

わかりました。安定条件を考えずにやっていたのが原因のようです。何とか解決させることができました!ありがとうございました!
guest

回答1

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ベストアンサー

fig =...以降のグラフを作る部分を全部コメント化して、下記のように変えてください

python

1#fig = plt.figure() 2#ims = [] 3for t in range(0,nt): 4 for i in range(1,nx-1): 5 u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1]) 6 u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1]) 7 u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1]) 8 #im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1") 9 #im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0") 10 #im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0") 11 #ims.append(im1+im2+im3) 12 13#plt.grid() 14#plt.xlabel("x") 15#plt.ylabel("u") 16#anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims) 17#plt.show()

上記の下に、下記を追加してください

python

1print(u1) 2print(u2) 3print(u3)

そして実行して、上記追加したprint()の結果を見てください
そうすれば、何が悪いか分かると思います

投稿2021/06/06 15:11

jbpb0

総合スコア7651

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